DE1222861B - Siebzentrifuge mit einer die Schleudertrommel konzentrisch umgebenden kegelfoermigen Vollmanteltrommel - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

B 04b

Deutsche Kl.: 82b-9

1222 861
P33424III/82b
22. Januar 1964
11. August 1966

Zur Entwässerung von faserigem Gut, beispielsweise von der bei der Auslaugung von zerkleinertem Zuckerrohr anfallenden Bagasse, werden mehrere hintereinandergeschaltete Dreiwalzenpressen verwendet, die die Bagasse mechanisch unter sehr hohem Druck auspressen. Diese Dreiwalzenpressen, die auch für die Saftgewinnung des grob vorzerkleinerten Zukkerrohres verwendet werden, sind schwere aufwendige Maschinen. Sie weisen bei der Entwässerung von Bagasse auch den Nachteil auf, daß durch die überstarke Pressung die Fasern der Bagasse in unerwünschter Weise zerquetscht bzw. zermalmt werden. Die Weiterverwendung der Bagasse, beispielsweise zur Papierherstellung, wird dadurch erschwert.

Um diese Nachteile zu vermeiden und die schweren Dreiwalzenpressen durch leichtere und platzsparende Maschinen zu ersetzen, ist das Entwässern der stark wasserhaltigen Bagasse mittels einer Zentrifuge versucht worden. Obgleich dabei Schleuderwirkungen von mehr als 2000facher Erdbeschleunigung angewendet wurden, konnte bei weitem nicht der bei der mechanischen Abpressung in Dreiwalzenpressen erzielbare Trockengehalt der Bagasse erreicht werden. Der Feuchtigkeitsgehalt der Bagasse war noch relativ hoch, so daß die Bagasse nicht ohne weiteres zur Verfeuerung bzw. zur Weiterverwendung geeignet war.

Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die mit einer Dreiwalzenpresse erzielten Liniendrücke von 1600 bis 1700 kg/cm in den Arbeitsspalten der beiden Unterwalzen mit einer Zentrifuge nicht erreicht werden können.

Bei für das Entwässern von Bagasse verwendeten Walzenpressen sind diese hohen Liniendrücke jedoch aus folgenden Gründen erforderlich: In den Hohlräumen, die sich zwischen den miteinander verfilzten Fasern der Bagasse befinden, wird freies Wasser festgehalten, das unter atmosphärischem Druck steht. Dieses Wasser ist nur dadurch zu entfernen, daß durch Verschieben und Umschichten der Fasern zueinander alle Zwischenräume durch dicht aneinanderliegende Fasern ausgefüllt werden. Dabei werden die verfilzten Fasern teilweise zerrissen und zerquetscht. Es befindet sich jedoch in den winzigen, Kapillaren bildenden Pflanzenzellen noch Wasser, das dort mit großer Oberflächenspannung festgehalten wird. Um auch dieses Zellwasser zu entfernen, muß die Faser verformt und in Querrichtung zusammengedrückt werden, wozu verhältnismäßig kleine Kräfte erforderlich sind, weil die Fasern einer Querpressung nur geringen Widerstand entgegensetzen können. Das Kapillarwasser kann also schon mit verhältnismäßig kleinen Siebzentrifuge mit einer die Schleudertrommel
konzentrisch umgebenden kegelförmigen
Vollmanteltrommel

Anmelder:

Kurt Pause, Grevenbroich, Zedernstr. 13

Als Erfinder benannt:
Kurt Pause, Grevenbroich

Einzelkräften ausgepreßt werden, während die hohen Liniendrücke zum Zusammenpressen der Fasern erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Verhältnisse bei Anwendung von Zentrifugen zur Entwässerung von Bagasse gerade umgekehrt liegen.

Durch die Zentrifugalkraft kann das in den von den Fasern gebildeten Zwischenräumen befindliche freie Wasser leicht abgeschleudert werden, während für das Entfernen des mit großer Oberflächenspannung in den Zellkapillaren festgehaltene Wasser Zentrifugalkräfte erforderlich sind, die technisch nicht in einer Zentrifuge beherrscht werden können. Die Ursache hierfür ist darin zu suchen, daß die Masse einer Zellwand winzig klein und und somit auf deren Inhalt nur geringe Massenkräfte von der Zellwand einwirken können. Zeim Zentrifugieren von Bagasse wird also nur das freie Wasser, nicht aber das Zellwasser entfernt.

Um auch das Zellwasser entfernen zu können, wird nach der Erfindung eine Siebzentrifuge mit einer die Schleudertrommel konzentrisch umgebenen kegelförmigen Vollmanteltrommel und einer auf der Trommelwelle hydraulisch hin- und herbewegbaren Vorrichtung zum Ein- und Austragen des Schleudergutes verwendet, und die Erfindung besteht darin, daß an der Ein- und Austragvorrichtung sich über den wirksamen Teil der Schleudertrommel erstreckende, pendelartig gelagerte Fliehkraft-Preßkörper angeordnet sind. Bei einer derart ausgebildeten Siebzentrifuge wird das zwischen den Fasern befindliche freie Wasser durch die Zentrifugalkraft abgeschleudert und das Zellwasser durch den von den Fliehkraft-Preßkörpern ausgeübten mechanischen Druck aus den Zellen gepreßt. Die Preßdrücke, die die Fliehkraft-Preßkörper auf die Fasern der Bagasse ausüben müssen, sind hierbei wesentlich geringer als die bei einer Dreiwalzenpresse erforderlichen Liniendrücke. Bei der Siebzentrifuge nach der Erfindung werden

609 609/234

also erstmalig den Fliehkräften mechanische Preßkräfte überlagert.

Eine weitere Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Abwärtsförderung der Feststoffe an der äußeren Fläche jedes Fliehkraft-Preßkörpers Stoßflächen vorgesehen sind, die durch sägezahnartige Formgebung der Flächen gebildet sind.

Um einen geregelten Ablauf der auszupressenden Flüssigkeit zu erzielen, ist erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß die Schleudertrommel im Bereich der Fliehkraft-Preßkörper im Querschnitt dachförmige, sich zur Trommelwelle hin erstreckende Erhöhungen aufweist und zwischen zwei benachbarten Erhöhungen axial gerichtete Schlitze vorgesehen sind und daß die Außenflächen der Fliehkraft-Preßkörper den Schlitzen zugeordnet und dem Verlauf der gebildeten Vertiefung entsprechend angepaßt sind.

Um zu erreichen, daß beim Aufwärtsbewegen der Ein- und Austragvorrichtung das Schleudergut in seiner Lage festgehalten wird, ist erfindungsgemäß schließlich noch vorgesehen, daß die Schleudertrommel im oberen Teil einen sich nach unten erweiternden Kegelmantel aufweist, dessen Innenwand durch stufenförmige Abtreppung mit Bremsflächen für die Bagasse und mit sich gegen die Vollmanteltrommel abstützenden Rippen versehen ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 die Zentrifuge im vertikalen Längsschnitt und

Fig. 2 im Querschnitt gemäß der Linie A-B in Fig. 1.

Auf der Trommelwelle 1 ist ein Kolben 2 fest und ein Hydraulikzylinder 3 ^ axial verschiebbar angeordnet. Die axiale Verschiebung des Hydraulikzylinders 3 wird durch wechselseitige Beaufschlagung der Zylinderräume mit einer Druckflüssigkeit bewirkt, zu deren Zu- und Abführung in der Trommelwelle 1 Bohrungen 4 und 5 dienen, die zu einem nicht gezeichneten Ventil führen, das den Zu- und Abfluß der Druckflüssigkeit regelt. Der Deckel 6 des Hydraulikzylinders 3 ragt flanschartig über dessen Wand vor und weist gleichmäßig über den Umfang verteilte Augenlager? auf, an denen mittels Bolzen 8 Fliehkraft-Preßkörper 9 schwenkbar angelenkt sind. Die Fliehkraft-Preßkörper 9 sind am Außenumfang treppenförmig abgesetzt, so daß quer zur Trommelwelle 1 verlaufende Stoßflächen 9 α gebildet werden. Die Fliehkraft-Preßkörper 9 haben an den freien Enden eine größere radiale Ausdehnung als in der Nähe des Bolzens 8. Der Deckel 6 weist ferner einen Kragen 10 auf, der die Trommelwelle 1 mit Abstand umgibt und in einen zylindrischen Ansatz des festen Zentrifugengehäuses 11 hineinragt. Bei der axialen Verschiebung des Zylinders 3 bewegt sich der Kragen 10 in dem von der Trommelwelle 1 und dem Ansatz gebildeten Ringraum auf und ab. Die Fliehkraft-Preßkörper 9 sind von einer sich nach unten konisch erweiternden Schleudertrommel 15 umgeben, die sich mittels Rippen 16 kraftschlüssig gegen eine sich konisch nach oben erweiternde Vollmanteltrommel 12 abstützt. Die Schleudertrommel 15 und die Vollmanteltrommel 12 sind mit der Trommelwelle 1 mittels einer Nabe 13 sowie Nabenarmen 19 und einem Außenring 20 drehfest verbunden. Wie aus Fig. 2 ersiehtlieh, weist der Querschnitt der Schleudertrommel 15 dachförmige, sich nach innen erstreckende Erhöhungen auf, und zwischen zwei benachbarten dachförmigen Erhöhungen ist die Trommel mit Längsschlitzen 17 versehen. Das obere Ende der Schleudertrommel 15 wird von einem konischen Ring 14 gebildet, dessen Erzeugende stärker geneigt ist als die Schleudertrommel 15. Die Innenwand des konischen Ringes 14 ist mit treppenförmigen Absätzen 14 a versehen.

Das Schleudergut, z. B. abgesüßte und abgetropfte Bagasse, die mit Frischwasser eingemaischt ist, wird periodisch oder in kontinuierlichem Fluß durch eine mit dem Zentrifugengehäuse 11 fest verbundene Einfüllöffnung 21 der Schleudertrommel zugeführt. Das Schleudergut fällt zunächst auf den Deckel 6 des mitumlaufenden Hydraulikzylinders 3, wird von diesem auf die Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt und gegen den konischen Ring 14 der Schleudertrommel 15 geschleudert. Die faserigen Feststoffe des Schleudergutes bilden dort einen in sich verfilzten Ring, während das freie Wasser der kegelförmigen Erweiterung folgt und schließlich durch die Längsschlitze 17 auf die Vollmanteltrommel 12 trifft, wo es über deren oberen Rand tritt und in Pfeilrichtung abgeschleudert wird. Der Hydraulikzylinder 3 wird während des Umlaufes der Schleudertrommel auf- und abbewegt. Bei der Aufwärtsbewegung bis in die auf der rechten Hälfte von Fig. 1 dargestellte Stellung wird ein Hochschieben des Bagasseringes durch die treppenförmigen Ansätze 14 a des Ringes 14 verhindert. Bei der Abwärtsbewegung des Hydraulikzylinders 3 wird der Bagassering von den Kanten des Deckels 6 und den Zähnen der Fliehkraft-Preßkörper 9 nach unten gefördert. Da sich dieser Vorgang fortwährend wiederholt, wird über der Fläche der Schleudertrommel 15 ein in sich geschlossener und verdichteter Bagassering gebildet, gegen den sich die Fliehkraft-Preßkörper anlegen. Durch die Massenkraft der Fliehkraft-Preßkörper 9 wird das kapillar eingeschlossene Wasser der Bagassefasern ausgetrieben. Durch die Auf- und Abbewegung der Fliehkraft-Preßkörper 9 wird der Bagassering ständig nach unten geschoben und verläßt die Schleudertrommel in Pfeilrichtung durch die von den Nabenarmen 19 freigelassene untere Öffnung. Die Bagasse wird dabei durch die Fliehkraft in einzelne Flocken aufgerissen und weggeschleudert.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Siebzentrifuge mit einer die Schleudertrommel konzentrisch umgebenden kegelförmigen Vollmanteltrommel und einer auf der Trommelwelle hydraulisch hin- und herbewegbaren Vorrichtung zum Ein- und Austragen des Schleudergutes, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ein- und Austragvorrichtung sich über den wirksamen Teil der Schleudertrommel (15) erstreckende, pendelartig gelagerte Fliehkraft-Preßkörper (9) angeordnet sind.

2. Siebzentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abwärtsförderung der Feststoffe an der äußeren Fläche jedes Fliehkraft-Preßkörpers (9) Stoßflächen (9 a) vorgesehen sind, die durch sägezahnartige Formgebung dieser Flächen gebildet sind.

3. Siebzentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (15) im Bereich der Fliehkraft-Preßkörper (9) im Querschnitt dachförmige, sich zur Trommelwelle (1) hin erstreckende Erhöhungen auf-

weist und zwischen zwei benachbarten Erhöhungen axial gerichtete Längsschlitze (17) vorgesehen sind und daß die Außenflächen der Fliehkraft-Preßkörper (9) den Längsschlitzen (17) zugeordnet und dem Verlauf der gebildeten Vertiefung entsprechend angepaßt sind.

4. Siebzentrifuge nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (15) im oberen Teil einen sich nach unten erweiternden Ring (14) aufweist, dessen Innenwand mit stufenförmigen Absätzen (14 α) als Bremsfläche für die Bagasse versehen ist.

5. Siebzentrifuge nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (15) mit der sie umgebenden Vollmanteltrommel (12) durch Rippen (16) verbunden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 631 976.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 609/234 8.66 © Bundesdruckerei Berlin